30 cm cetvel kullanarak kağıt haritada lat / lon (DMS) nasıl bulunur?


12

Kağıt haritada DMS'yi bulmak için 30 cm'lik bir cetveli nasıl kullanırsınız? Bulmak istediğim yerler 'köşe' noktalarıdır, böylece dört köşeye dayalı bir boyut oluşturabilirim.

Elipsoid veya Datum'u sağlamayan Kuzey Kanada (1800'lerin sonu) için eski bir kağıt haritam var (aslında 3). Temsili bir kesir (yaklaşık 1: 660.000) ve bir ölçek çubuğu (1 "= 10 2/3 mil) sunar Harita her 1 derece aralıklı ızgara çizgilerini gösterir. Dakika veya saniye etiketlenmez.

Veri veya elipsoidi bilmemenin otomatik olarak hesaplamalara bir hata payı getireceğini anlıyorum, ancak bu bu egzersiz için çok önemli değil.

Kesişen ızgara çizgilerinin Enlem / Boylamını belirledim ve bu sorudan Lambert Konformal Konik'e en yakın olduğu sonucunu çıkarabildi (İstatistik Kanada, EPSG 3347).

Aşağıda, her 2 derecede bir ızgara çizgisi olan 3 haritanın tümünü gösteren dizin haritası bulunmaktadır: resim açıklamasını buraya girin

Bu ızgara çizgileri yukarıdaki dizinde olduğu gibi 2 değil, her 1 derece aralıklı olduğu için bu işlemi üç harita için de yapmam gerekecek.


Tabii ki, bilgisayarlı bir CBS'de bilinen bir uzamsal referansa coğrafi referans verebilir ve kapsamı dijitalleştirebilirim, ancak CBS'niz PC'siz ve zamanda geriye seyahat ettiyseniz ve şimdi sıkışmışsanız ...

Diyelim ki, bir mühendis cetveli (1: 100, 1: 2500 vb.) Kullanarak bir cevap vermek daha kolaysa, çekinmeyin. Sadece 30 cm'lik bir cetvel belirli bir durumda daha kolay ulaşılabilir gibi görünüyor.


1
Ayrıca bir T-kare var mı?
Kirk Kuykendall

@kirk Hayır, ama alabilirim. Yönlendirme, ızgara çizgilerinin aralıklarındaki boşluklar (hepsi aynı değil) ve istenen konumlar için ızgara çizgilerinin olmaması (yani kenarın ötesinde ızgara çizgisi olmayan köşeler) nedeniyle kullanılması gerekebileceğini mi düşünüyorsunuz? haritanın)?
SaultDon

Haritalarınızın 1800'lerde olduğu göz önüne alındığında, bir dizi datumu hariç tutabileceğinizin farkındasınız. Aramanızın sınırlandırılması için Kanada'nın ne kullandığını ararım (hatırlayamıyorum).

@dan Evet. 3347'ye referansım sadece hızlı bir görseldi. Bence Clarke 1866 elipsoidine dayanıyor. Daha fazla bilgi almak için Kanada Jeoloji Araştırması'nı (NRCAN) arayabilirim. Haritanın dışında bir pulları var. Bu harita yaklaşık 1897-1899 tarihlidir.
SaultDon

1
Bir hesap makinesi veya en azından tetikleme tabloları ne olacak?
MerseyViking

Yanıtlar:


5

Bu çok eski değil: 80'lerde tarayıcıları hazır olmadığımızda ve jeoistatistiksel analiz için geniş formatlı basılı haritalardan koordinatları ve yükseltmeleri kaldırmak zorunda kaldığımızda, bu sorunu tam olarak çözmek zorunda olduğumu hatırlıyorum.

Aslında, haritadaki herhangi bir boylam çizgisi boyunca boylamı doğru bir şekilde okuyabilirsiniz. Bu ölçümleri dört belirli noktaya (köşelere) enterpole etmek istiyorsunuz. Enlem için aynen. Bu nedenle, bu problem herhangi bir kontur haritasında konturlar arasında enterpolasyonun özel bir durumudur . Bu nedenle, projeksiyon veya referans noktası hakkında hiçbir şey bilmenize gerek yoktur.

Bunun basit bir şekilde yapılması gerektiğinden, tam konturlarımız olduğu gerçeğinden kolayca yararlanamayız. Her kontur boyunca birkaç ayrı noktayı tanımlamak ve kullanmak yeterli olacaktır. Bu, sorunu aşağıdakilere eşdeğer kılar:

Haritada noktaların bir toplamı verildiğinde, her biri (düzgün şekilde değişen) sayısal bir değerle etiketlenmiş olarak, haritada belirtilen başka bir noktadaki değeri tahmin etmek için.

Bunu çözmek için haritanın kendisi için bir koordinat sistemi kurmamız gerekiyor. Koordinat izolinleri eşit aralıklı olduğu sürece seçim önemli değildir (karşılıklı olarak dik olmaları bile gerekmez!) Bunu yapmanın basit bir yolu, cetvelin sol kenardan (x) mesafeleri ölçmek ve haritanın alt kenarı (y). (Taranan bir görüntünüz varsa, piksellerin satır ve sütun dizinlerini kullanın.)

İnterpolasyon, verilere bir eğilim takılarak gerçekleştirilebilir.

Sadece haritaya bakarak (yani konturların yerel olarak düzenli aralıklarını gözlemleyerek) doğrusal bir tahmincinin oldukça iyi çalışacağını ve ikinci dereceden bir tahmincinin daha da iyi çalışacağını biliyoruz. Muhtemelen herhangi bir üst düzey tahmin ediciyi kullanmak aşırıya kaçar (ve çok fazla iş). İkinci dereceden bir tahminci en az altı kontrol noktası gerektirir. Tahmin noktasına yakın kümelenmiş bir nokta koleksiyonu kullanın: bu, yüksek doğruluk sağlar. Minimumdan daha fazlasını kullanın: Bu, yararlı çapraz kontroller sağlar ve hatta hata tahminleri bile verebilir.

Bu , enlem için yapılacak ve her köşe noktası için tekrarlanan ve sonra tekrar boylam için tekrarlanan aşağıdaki prosedürle sonuçlanır :

  • Bir köşe noktasının çevresindeki ilgili kontur çizgileri boyunca altıdan fazla noktayı işaretleyin. Birkaç farklı kontur seviyesi kullanın.

  • İşaretli noktalarda ve köşe noktasında (x, y) ölçün.

  • İşaretli noktalara kaydedin (x, y, bağımlı değer).

  • Modeli kullanarak verilerin en küçük karelerini hesaplayın:

    (lat or lon) = a + b*x + c*y + d*x*x + e*x*y + f*y*y + error
    
  • Takılan modeli köşe noktası için (x, y) değerine uygulayın.

İnsanlar mekanik hesap makinelerine göre çok daha küçük kareler sığdırıyorlar. Eğer varsa gerçekten önce Aksi 1970 hakkında yayınlanmış regresyon üzerinde herhangi ders kitabı danışmak doğrusal eğilim boyunca ve (kolay) hesaplamaları için bir bilgisayar veya hesap makinesi kullanılabilir, yerleşmek zorunda, yok bir grafik hesap makinesi ile uyum yapabilirsiniz elektronik tablo, veya (en iyi ve en kolay) tam özellikli herhangi bir istatistiksel paket. İkincisi, tahminlerdeki belirsizliği değerlendirmek için size bir tahmin aralığı sağlayabilir .

Örneğin , işaretli noktaları (boylam için kırmızı, enlem için mavi, köşe için sarı) kullanarak sol üst köşede (lat, lon) bulmak için iki kez bu prosedürü uyguladım:

işaretli harita

Belirgin değişken adları kullanarak, her hesaplama için iki Stata 11 komutuyla tahmin edilen değerleri elde ettim:

regress lat x y c.x#c.y c.x#c.x c.y#c.y if lat!=0
predict lathat
regress lon x y c.x#c.y c.x#c.x c.y#c.y if lon!=0
predict lonhat

Köşe noktasının tahmini (enlem, boylam) (61.05, -136.80). Tahmini hata şaşırtıcı derecede büyük (yaklaşık 0.04 derece), ekran görüntüsünün çözünürlüğünden beklediğimden yaklaşık iki kat. Bu kontur çizgileri çok doğru yerleştirilmemiş olabilir.


Teşekkürler whuber! Kesinlikle her zaman bilgisayarım veya hesap makinem olmayacak. Bir kabinde yaşıyorum. Bana atım bu parkurları harita üzerinde sürecek. Bu 'uzantıları' veya gelecekte bu konuda bilinmeyen herhangi bir koordinatı bulmak, gece egzersizi olacaktır, böylece cevabınız çok takdir edilecektir.
SaultDon

Kontur çizgileri konusunda haklısınız ... Çıplak gözden nasıl görebileceğinize, Doğu'dan Batı'ya kadar boylam çizgilerinin birbirine nasıl yaklaştığına dikkat edin. Böyle geniş bir alan.
SaultDon

@SaultDon Bir kabinde, kontur çizgilerinin kesişim noktalarını haritanın kenarlarıyla doğrusal olarak enterpolasyona tabi tutmaktan memnun olurum. Aslında, bununla bile uğraşmazdım: yine de bir harita üzerinde bir rotayı takip etmenin çok daha iyi yolları var :-). İnsanlar en az kareler (veya bu konuda Öklid geometrisi) icat edilmeden çok önce haritalarda dolaşıyorlar.
whuber

@whuber Eminim ki bu cevap gerçekten ihtiyacım olan şeydir çünkü tahmin etme konusunda fazla endişelenmek zorunda değildir ... 0,0'ın sol alt köşesinde bulunan kendi koordinat sisteminizi kullanma fikrini seviyorum. Ama yine de son derece temel matematik seviyem göz önüne alındığında bunu anlamakta zorlanıyorum . Grafik hesap makinemi buldum .... ama nasıl kullanılacağını hatırlayamıyorum. Denemeye devam edeceğim ... Bunu ve birçok mersey'in cevabını anlayabiliyorum .
SaultDon

1
@SaultDon TI-83 ile çoklu regresyon için bkz. Web.centre.edu/lesley.wiglesworth/TI-83%20guide.pdf .
whuber

5

Doğru, biraz trig, bazı basit cebir ve bir cetvel sizi oraya götürmeli ... merkezin kuzey kutbu ile konik bir projeksiyon olduğunu varsayalım .

İlk önce kuzey kutbunun yerini belirlemeniz gerekir. Bunu yapmak için, A ve B olmak üzere iki nokta haritanızın altındaki mesafeyi ölçmeniz gerekir. İşleri olumlu tutmak için görüntüdeki gibi yatay bir uzaklık ekleyebilirsiniz, ancak bu gerekli değildir.

Bir iletki veya Pisagor kullanarak haritadan a ve b açılarını ölçün (açıları yazıldıkları gibi kullanmayın çünkü koninin meridyeni muhtemelen asal meridyen olmayacaktır), iki satırın y kesişimlerini hesaplayabilirsiniz ile ya = tan(a) * Ave yb = tan(b) * BNot açılar bir ve b iç açıları, bu da en az 90 dereceden daha olmasıdır. Ayrıca, sahip olabileceğiniz çizgilerin eğimlerine de ihtiyacınız vardır.ma = tan(180 - a)

Bu dört sayı ile, burada açıklanan matematiği kullanın (veya sayfanın altındaki kullanışlı hesap makinesini kullanın), bu da kutbun başlangıç ​​noktanıza göre konumunu verecektir. Buradan orijinini, çizgisinin meridyeniyle (çizimdeki noktalı çizgi) aynı zamanda ölçülen açılarınız ile haritadaki her ikisi de aynı olması ve aynı zamanda projeksiyonun meridyenine eşit olması gerekir.

Kutup bulmak

Herhangi bir nokta için boylamı şimdi hesaplamak için, haritanın meridyeninden x ekseni boyunca mesafesini ölçün, p olarak adlandırın ve i'nin y koordinatını alın, q olarak adlandırın ve kullanın atan(q/p)

Enlemi hesaplamak için, enlem çizgilerinin birbirinden eşit uzaklıkta olduğuna dikkat edin, bu nedenle ilgilenilen noktadan direğe bir çizginin uzunluğu o noktanın enlemiyle doğrusal olarak orantılı olacaktır.

Uyarıcı haritacı: Bunu gerçek bir haritada denemedim, sadece bir not defterinde bazı karalamalar ve hızlı bir google, yani YMMV.


Tamamen kalem ve cetvel yöntemi akla geldi: İlgilendiğiniz köşenin her iki tarafı olan iki boylam çizgisi seçin. Bir enlem çizgisinin boyuna çizgileri nerede kesiştiğini bulun, bir kavşaktan diğerine bir çizgi çizin ve orta noktayı bulun. Başka bir enlem çizgisi için de aynısını yapın. Ardından, bu iki orta noktayı birleştiren yeni bir uzunlamasına çizgi çizin. Ardından, köşeyi içeren yarımlardan biriyle aynı işlemi yapın. Durulayın ve çizginiz köşeye olabildiğince yakın olana kadar tekrarlayın. Senin boyuna çizgiler 1 derece ayrı olan varsayarsak, yeni boyuna hattın fraksiyonel parçası olacak 2^-n * lnereye n yaptığın bisections sayısıdır ve l tamsayı sayısıdır n bilinen uzunlamasına çizgisinden s.

Bundan sonra, enlemin hesaplanması yukarıdakiyle aynıdır, sadece yeni çizginiz boyunca köşeden bir enlem çizgisine kadar olan mesafeyi ölçün ve 1 derece uzunluğa bölün.


1
Daha ileri bir düşüncede, eğer Lambert eşit alan projeksiyonu ise, enlem çizgileriniz eşit olmayacaktır. Ancak bu durumda haritaların standart paralelliklerden birine çok yakın olduğundan ve kat edilen mesafelerin nispeten küçük olduğundan şüphelendiğimden, muhtemelen yeterince yakın olacaktır.
MerseyViking

+1, bu gece deneyeceğim. Başlangıçta iki mm boylam çizgisi arasındaki mesafeyi mm cinsinden kaç saniye (bu mesafe gizemli noktam ile kesişir) buluyordum ve sonra ölçtüğüm bir boylam çizgisinden kaç saniye ekledim veya çıkardım. Ama bu tür kaba yaklaşımın işe yaramadığı enlem çizgileri (cetvelimi bir şekilde lat almak için bir açıyla konumlandırmam gerekiyor mu?) ... Bu akşam sonuçları rapor edeceğim!
SaultDon

1
+1 İkinci yaklaşım basit ve pratiktir. Birincisi harika bir fikir ama pratikte (kaçınılmaz) hataların o kadar büyük olabileceğinden korkuyorum ki bu işe yaramayacak. Bir kere, konik sistemin kökeni haritadan çok uzak olacak. Tam olarak tespit etmek zor olacak ve bu hata sonraki tüm tahminler boyunca yayılacaktır.
whuber

Tüm bu trigeri kullanarak ilk öneriyi denedim ama projeksiyonla ilgili belirsiz olduğum için, bazı (benim) sonuçlar kapalı (harita LCC'de olmayabilir) ama elde edilebilir! Web sayfası hesap makinesi işleri bir miktar hızlandırdı ve yatay bir sapma kullanarak. İkinci yöntem açık ve sıkıcıydı (matematik değil mi?), Eğer doğruluk istiyorsanız çok fazla 'yarıya', ama ne beklenebilir? Bazen bu yöntem, bu belirli haritalar nedeniyle zorlaşır. Zaman içinde bir noktada katlanmış kırışıklıklar boyunca tekrar bantlanmışlardır, böylece çakışmalara neden olurlar (bu, bazı lat /
lons
Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.